摩擦和磨损是造成材料和能源损失的主要原因之一。润滑是减少摩擦降低磨损的最为有效的措施。具有优良减摩耐磨性能的自润滑材料已成为材料研究的热点领域之一。本文采用传统焊条堆焊的方法,通过原位合成的方法生成自润滑石墨相,系统的研究了不同的合金元素(Si,Ni,Al)对石墨相形态,焊缝的硬度和韧性,以及堆焊焊缝的摩擦磨损性能的影响。结果表明:原位合成的石墨相分布均匀,堆焊出的涂层厚,是一种低成本的理想的自润滑涂层材料。对堆焊材料配方的研究表明:确定SiC为提供C源的碳化物,经过热力学计算,理论上可以出现石墨。SiC药皮重量系数为10%时没出现石墨,SiC药皮重量系数为20%~50%时焊缝中均出现石墨。通过控制SiC药皮重量系数,可以控制焊缝中石墨的量。SiC药皮重量系数在20%时,焊条焊接工艺性最好。Ni、B、Al降低熔滴表面张力,Al和Ni共同作用下明显增大熔滴表面张力。焊缝冷却速度过快不利于石墨的析出。影响焊缝成型的因素有两个:一是石墨化元素Al的加入量;二是焊缝中的碳含量。石墨是在焊缝金属液态的时候通过共晶反应形成的。含碳量是影响石墨是否析出的重要原因。Si、Al元素均促进生成片状石墨,B、Ni元素促进生成球形石墨。石墨在焊缝金属中呈梯度分布。因为焊接缺陷的存在,焊缝的冲击韧性很差。对石墨型自润滑堆焊涂层材料摩擦磨损性能的研究试验表明:20SiC在重载荷和低载荷下,摩擦系数相差很小,重载荷下摩擦系数略大,摩擦系数曲线趋势一致。重载荷下的磨损形式是疲劳磨损,低载荷下的磨损形式是切削磨损。摩擦系数在摩擦初期不稳定,等到摩擦进入平衡状态,摩擦系数趋于一致。发生摩擦的两个摩擦副,硬度值相差不大的时候,摩擦副粗糙度凸峰互相被对方削平,磨损保持在一个较低水平,随着磨损进入平稳状态,石墨形成稳定的润滑膜起到稳定的润滑作用从而减小磨损,反之亦反。